本發(fā)明涉及一種具有發(fā)電功能的液壓式可變阻尼減震器，屬于汽車(chē)減震器的結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

磁流變阻尼減震器，減震器內(nèi)采用一種稱(chēng)作電磁液的特殊液體，它是由合成碳?xì)浠衔镆约?至10微米大小的磁性顆粒組成。一旦控制單元發(fā)出脈沖信號(hào)，線圈內(nèi)便會(huì)產(chǎn)生電壓，從而形成一個(gè)磁場(chǎng)，并改變粒子的排列方式。這些粒子馬上會(huì)按垂直于壓力的方向排列，阻礙油在活塞通道內(nèi)流動(dòng)的效果，從而提高阻尼系數(shù)。

這種減震器器內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜；使用特殊的電磁液，價(jià)格昂貴；為了產(chǎn)生某一阻尼效果，需要實(shí)時(shí)控制電流的大小，功耗大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是：提供一種具有發(fā)電功能的液壓式可變阻尼減震器，其不使用電磁液，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于維修，使用和維護(hù)成本低，且在指定的控制環(huán)境下可以產(chǎn)生電能。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種具有發(fā)電功能的液壓式可變阻尼減震器，用于車(chē)輛減震，包括減震器外殼、設(shè)于減震器外殼內(nèi)的減震器活塞和與減震器活塞相連并伸出減震器外殼的減震器桿，其特征在于所述減震器外殼為一種密閉殼體，其內(nèi)部充滿工作油液，而減震器活塞是一種轉(zhuǎn)動(dòng)活塞，包括活塞外殼和設(shè)于活塞外殼內(nèi)的無(wú)刷電機(jī)及星型齒輪減速機(jī)構(gòu)，所述活塞外殼包括用于固定無(wú)刷電機(jī)和減震器桿的活塞上蓋，及與無(wú)刷電機(jī)外壁藉由軸承轉(zhuǎn)動(dòng)連接的活塞轉(zhuǎn)動(dòng)套，所述活塞轉(zhuǎn)動(dòng)套的外壁設(shè)有螺旋紋，內(nèi)壁則設(shè)置內(nèi)齒圈；所述無(wú)刷電機(jī)的輸出軸與星型齒輪減速機(jī)構(gòu)的中心齒軸相連，而星型齒輪減速機(jī)構(gòu)的外圍行星齒輪與所述內(nèi)齒圈嚙合，無(wú)刷電機(jī)的引出線與車(chē)輛控制器相連；所述轉(zhuǎn)動(dòng)活塞將密閉殼體分隔成上、下兩個(gè)油室，該轉(zhuǎn)動(dòng)活塞能夠藉由自轉(zhuǎn)改變上、下油室容積以驅(qū)動(dòng)自身上下活動(dòng)。

進(jìn)一步的，本發(fā)明中所述工作油液優(yōu)選防凍液。

進(jìn)一步的，本發(fā)明中所述密閉殼體的頂部開(kāi)有供減震器桿穿過(guò)的開(kāi)孔，開(kāi)孔內(nèi)設(shè)有減震器外殼密封圈。

進(jìn)一步的，本發(fā)明中所述減震器桿為中空構(gòu)件，所述無(wú)刷電機(jī)的引出線從所述減震器桿內(nèi)部引出而與所述車(chē)輛控制器連接。實(shí)際的引出線包含無(wú)刷電機(jī)供電線路（電源線），無(wú)刷電機(jī)作為發(fā)電機(jī)時(shí)的引出線路，以及無(wú)刷電機(jī)與車(chē)載控制器的控制線路。

進(jìn)一步的，本發(fā)明中所述軸承優(yōu)選滾動(dòng)軸承。

進(jìn)一步的，本發(fā)明中所述活塞外殼還包括與活塞轉(zhuǎn)動(dòng)套底部固定或一體設(shè)計(jì)的活塞下蓋，該活塞下蓋與所述行星齒輪之間設(shè)置有若干滾動(dòng)鋼珠，滾動(dòng)鋼珠的設(shè)置能夠提高機(jī)構(gòu)傳動(dòng)時(shí)的流暢性。

進(jìn)一步的，本發(fā)明中所述活塞上蓋和活塞轉(zhuǎn)動(dòng)套在結(jié)合處設(shè)置有活塞密封圈，防止油液侵入活塞內(nèi)部破壞無(wú)刷電機(jī)。

本發(fā)明的工作原理如下：當(dāng)減震器桿受到外力帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)活塞在工作油液中向下或者向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，活塞都會(huì)擠壓上下油室，改變減震器外殼內(nèi)部的壓力平衡環(huán)境，使得工作油液沖擊活塞轉(zhuǎn)動(dòng)套外部的螺旋紋表面，對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)活塞施加切向的驅(qū)動(dòng)力，驅(qū)使活塞轉(zhuǎn)動(dòng)套轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)活塞轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)就會(huì)帶動(dòng)內(nèi)部的行星齒輪運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而由這些齒輪帶動(dòng)中心齒軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使無(wú)刷電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)，且由于采用星型齒輪減速機(jī)構(gòu)，活塞轉(zhuǎn)動(dòng)套運(yùn)動(dòng)微小的距離，都會(huì)被放大，使得無(wú)刷電機(jī)以更高的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)進(jìn)行發(fā)電。

這里無(wú)刷電機(jī)有兩種工作狀態(tài)：

轉(zhuǎn)動(dòng)：無(wú)刷電機(jī)在電力驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，能夠帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)活塞（活塞轉(zhuǎn)動(dòng)套）一起轉(zhuǎn)動(dòng)。而轉(zhuǎn)動(dòng)活塞的轉(zhuǎn)動(dòng)能夠改變上、下油室容積，打破減震器外殼內(nèi)部壓力平衡，從而驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)活塞上下活動(dòng)。因此，當(dāng)需要減震器桿上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，只需要調(diào)整無(wú)刷電機(jī)的正反轉(zhuǎn)就能實(shí)現(xiàn)減震器桿的上下運(yùn)動(dòng)。且減震器桿上下運(yùn)動(dòng)速度的快慢可以通過(guò)控制無(wú)刷電機(jī)轉(zhuǎn)速的提高或者降低來(lái)實(shí)現(xiàn)。

發(fā)電：根據(jù)前面的工作原理分析可知，無(wú)刷電機(jī)在減震器桿受到外力（車(chē)身隨運(yùn)行而震動(dòng)）作用時(shí)會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生電能，且轉(zhuǎn)速越快，產(chǎn)生的電能越多。而無(wú)刷電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢與減震器桿受到的外力作用的時(shí)間和距離有關(guān)，其產(chǎn)生的電能通過(guò)控制電路可以存儲(chǔ)或者供給車(chē)上的用電設(shè)備。

變阻尼的實(shí)現(xiàn)方法，按照本設(shè)計(jì)，變阻尼即是要求在某一外力的情況下，藉由減震器桿上下運(yùn)動(dòng)速度的快慢來(lái)決定阻尼的大小。在外力相同的情況下，減震器桿向上或者向下運(yùn)動(dòng)的速度快，即是阻尼系數(shù)小；減震器桿向上或者向下運(yùn)動(dòng)的速度慢，即是阻尼系數(shù)大。因此，只需要改變無(wú)刷電機(jī)的轉(zhuǎn)速即可改變減震器阻尼的大小。了解了以上原理，就可以知道本設(shè)計(jì)可以有兩種變阻尼的方法。

一種是無(wú)刷電機(jī)在作為發(fā)電裝置下，通過(guò)更改負(fù)載（例如將產(chǎn)生的電能用于充電，只需要調(diào)整充電電流的大小，充電電流增大，負(fù)載變大，阻尼變大，充電電流減小，負(fù)載減小，阻尼減?。┑拇笮?，可以改變阻尼；另外一種方法是無(wú)刷電機(jī)在受到驅(qū)動(dòng)控制的情況下，通過(guò)改變無(wú)刷電機(jī)運(yùn)動(dòng)方向或者轉(zhuǎn)速的快慢來(lái)改變阻尼（大小及施力方向）。

當(dāng)然需要說(shuō)明本發(fā)明中轉(zhuǎn)動(dòng)活塞外殼表面的螺紋的升角和螺距間隙決定減震器的固有阻尼，螺紋升角和螺距大，阻尼?。幌喾吹?，螺紋升角和螺距小，阻尼大。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：

1、本發(fā)明提供的這種減震器，其與常規(guī)使用電磁液的磁流變減震器相比，實(shí)現(xiàn)原理不同，不需要特殊的電磁液介質(zhì)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)巧妙，可維護(hù)性強(qiáng)；同時(shí)生產(chǎn)成本降低，并且使用時(shí)無(wú)需一直供電，能夠節(jié)約企業(yè)生產(chǎn)成本。

2、本發(fā)明提供的這種減震器，其在不需要大阻尼工作的情況下能夠產(chǎn)生電能，通過(guò)電路控制可以將電能存儲(chǔ)或者供給車(chē)上的用電設(shè)備，為用戶節(jié)省能源。

3、本發(fā)明提供的這種減震器，其進(jìn)一步在無(wú)刷電機(jī)上安裝了編碼器，用于間接檢測(cè)車(chē)身高度，簡(jiǎn)化了原本的結(jié)構(gòu)，能夠節(jié)省空間，提高產(chǎn)品的兼容性。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述：

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)主剖視圖；

圖2為轉(zhuǎn)動(dòng)活塞的結(jié)構(gòu)主剖視圖；

圖3為圖2的A-A剖面圖。

其中：1、減震器外殼；1a、上油室；1b、下油室；2、減震器活塞；3、減震器桿；4、無(wú)刷電機(jī)；4a、輸出軸；5、活塞上蓋；6、軸承；7、活塞轉(zhuǎn)動(dòng)套；7a、螺旋紋；7b、內(nèi)齒圈；8、中心齒軸；9、行星齒輪；10、引出線；11、開(kāi)孔；12、減震器外殼密封圈；13、活塞下蓋；14、滾動(dòng)鋼珠；15、活塞密封圈。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例：結(jié)合圖1~圖3所示，對(duì)本發(fā)明提供的這種具有發(fā)電功能的液壓式可變阻尼減震器，進(jìn)行解釋如下：其用于車(chē)輛減震，具有減震器外殼1、設(shè)于減震器外殼1內(nèi)的減震器活塞2和與減震器活塞2相連的減震器桿3。

本發(fā)明的重點(diǎn)改進(jìn)在于減震器外殼1和減震器活塞2。其中減震器外殼1是由上蓋、中間筒體和下蓋固定而成的密閉殼體，其內(nèi)部充滿工作油液，即防凍液；而減震器活塞2是一種轉(zhuǎn)動(dòng)活塞，這種轉(zhuǎn)動(dòng)活塞包括活塞外殼和設(shè)于活塞外殼內(nèi)的無(wú)刷電機(jī)4及星型齒輪減速機(jī)構(gòu)，所述活塞外殼由用于固定無(wú)刷電機(jī)4和減震器桿3的活塞上蓋5、與無(wú)刷電機(jī)4外壁藉由軸承6（滾動(dòng)軸承）轉(zhuǎn)動(dòng)連接的活塞轉(zhuǎn)動(dòng)套7以及與所述活塞轉(zhuǎn)動(dòng)套7底部固定的活塞下蓋13共同構(gòu)成，具體見(jiàn)圖2所示。

所述活塞轉(zhuǎn)動(dòng)套7的外壁設(shè)有螺旋紋7a，內(nèi)壁則設(shè)置內(nèi)齒圈7b。本實(shí)施例中所述星型齒輪減速機(jī)構(gòu)由中心齒軸8和與中心齒軸8嚙合并圍繞它均勻間隔分布的三個(gè)行星齒輪9共同構(gòu)成。所述無(wú)刷電機(jī)4的輸出軸4a與星型齒輪減速機(jī)構(gòu)的中心齒軸8相連，而星型齒輪減速機(jī)構(gòu)外圍的行星齒輪9均與所述內(nèi)齒圈7b嚙合，具體結(jié)合圖3所示。

從圖1可以看出，本發(fā)明中所述轉(zhuǎn)動(dòng)活塞將密閉殼體分隔成上、下兩個(gè)油室1a、1b，該轉(zhuǎn)動(dòng)活塞能夠藉由自轉(zhuǎn)改變上、下油室1a、1b容積以驅(qū)動(dòng)自身上下活動(dòng)。

本實(shí)施例中所述減震器外殼1（密閉殼體）的頂部（上蓋）開(kāi)有供減震器桿3穿過(guò)的開(kāi)孔11，開(kāi)孔11內(nèi)設(shè)有減震器外殼密封圈12，防止灰塵和水氣進(jìn)入減震器外殼1內(nèi)部，保證其密閉性。

本實(shí)施例中所述減震器桿3為中空構(gòu)件，所述無(wú)刷電機(jī)4的引出線10從所述減震器桿3內(nèi)部引出而與所述車(chē)輛控制器連接，如圖1所示。實(shí)際的引出線包含無(wú)刷電機(jī)供電線路（電源線），無(wú)刷電機(jī)4作為發(fā)電機(jī)時(shí)的引出線路，以及無(wú)刷電機(jī)4與車(chē)載控制器的控制線路。

如圖2所示，本實(shí)施例中所述活塞下蓋13與所述行星齒輪9之間設(shè)置有若干滾動(dòng)鋼珠14，滾動(dòng)鋼珠14的設(shè)置能夠提高機(jī)構(gòu)傳動(dòng)時(shí)的流暢性。

本實(shí)施例中所述活塞上蓋5和活塞轉(zhuǎn)動(dòng)套7在結(jié)合處設(shè)置有活塞密封圈15，防止油液侵入活塞內(nèi)部破壞無(wú)刷電機(jī)4。

本發(fā)明的工作原理如下：當(dāng)減震器桿3受到外力帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)活塞在工作油液中向下或者向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，活塞都會(huì)擠壓上、下油室1a、1b，改變減震器外殼1內(nèi)部的壓力平衡環(huán)境，使得工作油液沖擊活塞轉(zhuǎn)動(dòng)套7外部的螺旋紋7a表面，對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)活塞施加切向的驅(qū)動(dòng)力，驅(qū)使活塞轉(zhuǎn)動(dòng)套7轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)活塞轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)就會(huì)帶動(dòng)內(nèi)部的行星齒輪9運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而由這些齒輪帶動(dòng)中心齒軸8轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使無(wú)刷電機(jī)4運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)，且由于采用星型齒輪減速機(jī)構(gòu)，活塞轉(zhuǎn)動(dòng)套7運(yùn)動(dòng)微小的距離，都會(huì)被放大，使得無(wú)刷電機(jī)4以更高的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)進(jìn)行發(fā)電。

這里無(wú)刷電機(jī)有兩種工作狀態(tài)：

轉(zhuǎn)動(dòng)：無(wú)刷電機(jī)4在電力驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，能夠帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)活塞（活塞轉(zhuǎn)動(dòng)套7）一起轉(zhuǎn)動(dòng)。而轉(zhuǎn)動(dòng)活塞的轉(zhuǎn)動(dòng)能夠改變上、下油室1a、1b容積，打破減震器外殼內(nèi)部壓力平衡，從而驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)活塞上下活動(dòng)。因此，當(dāng)需要減震器桿3上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，只需要調(diào)整無(wú)刷電機(jī)4的正反轉(zhuǎn)就能實(shí)現(xiàn)減震器桿3的上下運(yùn)動(dòng)。且減震器桿3上下運(yùn)動(dòng)速度的快慢可以通過(guò)控制無(wú)刷電機(jī)4轉(zhuǎn)速的提高或者降低來(lái)實(shí)現(xiàn)。

發(fā)電：根據(jù)前面的工作原理分析可知，無(wú)刷電機(jī)4在減震器桿3受到外力（車(chē)身隨運(yùn)行而震動(dòng)）作用時(shí)會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生電能，且轉(zhuǎn)速越快，產(chǎn)生的電能越多。而無(wú)刷電機(jī)4轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢與減震器桿3受到的外力作用的時(shí)間和距離有關(guān)，其產(chǎn)生的電能通過(guò)控制電路可以存儲(chǔ)或者供給車(chē)上的用電設(shè)備。

變阻尼的實(shí)現(xiàn)方法，按照本設(shè)計(jì)，變阻尼即是要求在某一外力的情況下，藉由減震器桿3上下運(yùn)動(dòng)速度的快慢來(lái)決定阻尼的大小。在外力相同的情況下，減震器桿3向上或者向下運(yùn)動(dòng)的速度快，即是阻尼系數(shù)??；減震器桿3向上或者向下運(yùn)動(dòng)的速度慢，即是阻尼系數(shù)大。因此，只需要改變無(wú)刷電機(jī)4的轉(zhuǎn)速即可改變減震器阻尼的大小。了解了以上原理，就可以知道本設(shè)計(jì)可以有兩種變阻尼的方法。

一種是無(wú)刷電機(jī)4在作為發(fā)電裝置下，通過(guò)更改負(fù)載（例如將產(chǎn)生的電能用于充電，只需要調(diào)整充電電流的大小，充電電流增大，負(fù)載變大，阻尼變大，充電電流減小，負(fù)載減小，阻尼減小）的大小，可以改變阻尼；另外一種方法是無(wú)刷電機(jī)4在受到驅(qū)動(dòng)控制的情況下，通過(guò)改變無(wú)刷電機(jī)4運(yùn)動(dòng)方向或者轉(zhuǎn)速的快慢來(lái)改變阻尼（大小及施力方向）。

當(dāng)然上述實(shí)施例只為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明主要技術(shù)方案的精神實(shí)質(zhì)所做的修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。